JPS59500052A - ガラス熔融炉用ア−クギヤツプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ガラス溶融炉用アークギヤツブ制御装置技術分野 この発明は、ガラス繊維、たとえば微粒子状のバッチ成分すなわち鉱物材料を溶 融することによって形成される玄武岩等を含有する繊維の製造に関し、より具体 的には、この種のガラス繊維を製造するアーク炉内での電極の位置を調節する方 法及び装置に関する。

背景技術 玄武岩、ガラスバッチ、金属等を滓融するのに、すなわち、鉱石を還元するのに アーク溶融炉を用いる場合、溶融すべき原材料は、先端が炉内に入って縦方向に つるされた複数個の電極を備えた炉すなわちるつぼに粉体状態で供給される。電 極は、通常、互にねじ止めされ溶融作業中に消耗する１予備焼きされた円筒形カ ーボン部材からなる。

電極を、独立して縦方向に配置されるように炉すなわちるつぼに縦方向につるし 、変圧器から１通常３本の電極に電流を供給する。電極を各々独立して縦方向に 調節して、電極−ガラスバッチのインターフェイス箇所の各々で電圧を一定にす るとともに、炉内の抵抗が竹表口３５９−５（１００５２（２） 変化するにつれて電流量を変化させている。

炉の運転条件が変ると、たとえば、溶融材料のレベルと溶融材料の温度に変化が 生じてアーク放電の抵抗が変った場合、電極が消耗した場合、及び温度低下を招 くような原材料が炉に供給された場合には、電極を互に独立して上昇させたり下 降させたりする必要がある。このため、電極の各々を、所望の均衡点に合せるよ うにするのには、電極を頻繁に上下動させている。

発明の開示 本発明により、ガラス溶融アーク炉内の溶融ガラス団の上面に対する電極の位置 を調節する方法を提供される。本発明による方法は、電極に実効値が一定な交流 を供給し、該電極に印加された実効電圧を検出し。

該検出電圧が所定範囲内の電圧か否かを判定し、該検出電圧が、所定範囲内の電 圧でない場合には該電極の位置を修正することからなる。

さらに、本発明は、ガラス溶融アーク炉内の溶融ガラス団の上面に対する電極の 位置を調節する装置を提供するものである。本発明による装置は、電極に接続さ れて実効値が一定な又流電流をこれに供給する機構と、該電流供給機構により該 電極に印加された実効電圧を検出する機構と、該検出機構と協働して、該検出機 構により検出された電圧が所定範囲内の電圧であるか否か判定する機構であって 、検出電圧が所定範囲内の電圧でない場合には、制御信号を出力するようになっ ているものと、該電極と該判定機構とに接続されて、該制御信号に応じて溶融ガ ラス団の上面に対する電極の位置を修正する機構とからなる。

本発明は、アークギヤノブ、すなわち、電極と溶融ガラス団の上面との間の距離 を調節するようにしたことを特徴とする。自乗平均（ＲＭＳ）または平均電流等 の実効値が一定な交流電流を、電源により電極に供給する。電源により電極に印 加された電圧を検出して、アークギヤノブの大きさを測定する。これは、印加電 圧は、溶融ガラスの上面と電極との間の距離に正比例する、アークギヤノブのイ ンピーダンスの大キサに正比例するからである。十分でかつ効率的に溶融作業を 行なうには、アークギャップを所定範囲内のものに維持して、安定したアークを 得ら゛れるようにしなければならない。本発明による制御システムでは、好まし くはＲＭ　Ｓ電圧である検出電圧を、所定範囲内の電圧と比較している。

そして、検出電圧が、所定範囲内にないと、制御器により適切な制御信号を出力 して電極の位置を修正することにより、電圧を所定範囲内に戻し、これによって 、電極とガラスの溶融上の上面との距離を所望の範囲に保つようにしている。も し、検出電圧が、所定範囲の最高電圧よりも大きい場合には、制御システムによ り信号を出力して、電極と溶融ガラスとの間の距離を小さくしている。逆に、検 出電圧が、所定範囲の最小電圧よりも小さい場合には、制御システムにより信号 を出力して、電極と溶融カラスとの間の距離を増大させている。したがって、本 発明によれは、カラス溶融アーク炉へ一定量の電力が供給されるので安定した溶 融作業を維持できる。

本発明のこの外の目的、特有の効果及び適用については、本発明の奸才しい実施 例についての後述の詳細な説明により明らかにする。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の制御システムを用いたガラス溶融アーク炉の概略縦断面であ る。

発明を実施するだめの最良の形態 添付図面において、本発明を用いたガラス溶融アーク炉は、全体を符号１０で示 しである。アーク炉１０には、溶融ガラス１２の上面１６に、供給されたバッチ 材料１４を載せた溶融ガラスのプールが設けられる。

バッチ材料１４は、バッチフィーダ１５によって供給し、このバッチフィーダは 、好ましくは、縦型の電極からなる複数個のアーク放電箇所を備えたアーク炉に 、粉状の原材料を供給するバッチフィードシステムからなる。縦型の供給管によ ってアーク炉内のアーク放電箇所の上方中央部に重力の作用で原材料を搬入する 。

供給管の底部には１回転自在のそらせ板を取付け、歩進回転させて供給管からア ーク放電箇所の各々ＶＣ原材料を導いている。各アーク放電箇所には、固定そら せ板を取付けて、アーク炉に供給される原材料がアーク放電箇所に集中させるよ うにする。アーク電極１８を、その下端が溶融ガラス１２の上面１６の上方に位 置するように位置付ける。一方、電極２ｏ及び２２を、アーク炉１０の底壁がら 貫入させてアーク電極１８から軸線方向及び縦方向に等距離になるように溶融カ ラス１２中に位置付ける。電極２０及び２２は、磁気リアクトル２４の両端に接 続する。この磁気リアクトルは、たとえば、共通の磁心に２つのコイルを巻きつ けセンタタップすなわち接続点２６でこれら２つのコイルを接続したものから構 成しうる。接続点２６は、電源２８の一方の端子に接続し、ア〜り電極を、電源 の他方の端子に接続する。

電源２８は、−足のＲＭＳ電流を連続して供給でき符表昭５９−５０００５２　 （３） るもので、たとえば、ペンシルバニアのロビコン・コーポレイション・オブ・ビ ンツバーグ社製のシリコン制御整流器電源がある。二値設定点を有するメータリ レー、　＆、！：エハ、マサチュセノツのザ・エルエフイー・カンパニー・オブ ・ウオルサム社製のメータリレーからなる制御器３０で、電源２８の両端子間の 電圧をモニタして、この電圧が所定範囲内の電圧、すなわち所望のアークギャッ プ範囲に対応する範囲の電圧であるか判定する。制御器３０には、アーム３４に よりアーク電極１８に結合された駆動モータ３２を、電気的、に接続する。好才 しくは、駆動モータ３２とアーム３４とにより、電気アーク熔□融す々わち溶解 炉に用いる電極供給機構を構成する。この炉内では、一対の重ね合された水平な アームの各々の外端に、クランプ装置を取付けて、縦方向に置れアーク炉内にぶ らさがっている電極を支持するとともにこれに電力を供給できるようにする。ア ームの各々は、縦方向の支持柱に支持され、上方のアームは、支持柱に固定され 、通常アーク電極を保持している下方のアーム（は、支持柱に対して移動できる ので電極を調節してアーク炉でアークを一定に維持できるようになっている。こ の可動アームは、上方のアームに支持されたねじジヤツキにより縦方向に移動し 、降下すると下方のアームと接触する。両アーム端邪に設けられたクランプ装置 は、アーク篭惚と接触する方向にばね押圧さ九、リンク機構を設けてあって、流 体圧作動／リンダを用いた作動システムの制御を受けてアームのクランプ機講ヲ 了−り電極から交互に解放できるようになっている。下方のアームが、通常の調 節範囲内で移動している場合には、アーク電極は、下方のアームにクランプされ ているけれども、下方のアームをアーク電極とは別個に移動させて通常の調節範 囲内で下方のアームを再位置合せする必要がある場合には、いつでもアーク電極 を下方のアームから解放して上方のアームにクランプできる。下方のアームをこ のように再位置合せすると、アーク電極を、下方のアームによって再びクランプ して上方のアームから解放する。

産某上の利用可能性 電源２８により、溶融ガラス１２の上面１６とアーク電極１８との間にアークを 生じさせる。すると、電流は、溶融ガラス１２を通って電極２０及び２２に流れ る。磁気リアクトル２４により、電極２０及び２２を流れる電流を均衡させて、 各電極を流れる電流を等しくて溶融ガラス全体にわたって均一な温度がもたらさ れるようにしである。このことは、磁心に巻きつけたコイルから々るリアクタン ス機構により達成される。

との種のコイルは、第１の電極に接欣されたコイルの第１端と、第２の電極に接 続された第２端と、センタタップと、さらにアーク電極と第１及び第２の電極に 電力を供給する機構とを備えており、この電力供給機構の第１端子は、アーク電 極に接続され、第２端子は、センタタップに接続される。

制御器３０により検出された電圧が、所定範囲の最大電圧より犬にｋっだ場合に は、制御器３０により駆動モータ３２を作動させて、電圧が所定の範囲内になる 才でアーム３４によりアーク電極１８を溶融ガラス１２の上面１６の方へ下降さ せる。反対に、制御器３゜により検出された電圧が、所定の電圧範囲の最小電圧 よりも小になった場合には、制御器３ｏにより駆動モータ３２を作動させて、電 圧が所定の電圧範囲内になるまでアーム３４によりアーク電極１８を上昇させて アーク電極１８と上面１６との間の距離を増大させる。

本発明の要旨から逸脱することなく、本発明に変更及び修正を加えうろことに留 意すべきである。また、本発明の範囲は、上記に記した特定の実施例に限定され るように解釈されるべきでなく、上記の記述を考慮し請求の範囲に基づいて解釈 されるべきでろることにも留意されたい。

国際調査報沓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　電＆１８に実効値が一定な交流電流を供給する工程と、該電流供給工程に おいて該電極１８に印加される実効電圧を検出する工程と、該検出工程で検出さ れた電圧が・、所定の電圧範囲内にあるか否かを測定する工程と、該検出電圧が 、該所定の電圧範囲内にない場合には、溶融ガラス団１２の上面１６に対する該 電極１８の位置を調節する工程とからなる、ガラス溶融アーク炉における溶融ガ ラス団１２の上面１６に対する電極の位置を制御する方法。 ２　前記電極１８に印加する実効電圧を検出する工程は、前記電極１８に印加さ れる自乗平均電圧を検出することからなる請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、　前記実効値が一定々又流電流を供給する工程は、自乗平均電流として大き さが一定なものを供給することからなる請求の範囲第２項に記載の方法。 ４、　電極１８に接続されて実効値が一足な又流電流をこれに供給する機ａ２８ と、該電流供給工程２８によって該電極１８に印加される実効電圧を検出する機 構３０と、該検出機構と協働して該検出機構３０により検出された電圧が所定の 電圧範囲内にあるか否かを判定する機ａ３０であって、該検出された電圧が、前 記所定の電圧範囲内にない場合に制御信号を出力するようになっているものと、 該電極１８と該判定機構３０とに接続されて、該制御信号に応じて溶融ガラス団 １２の上面１６に対する該電極１８の位置を修正する機構３２及び３４とからな る、ガラス溶融アーク炉１０内の溶融ガラス団１２の上面１６に対する電極１８ の位置を調節する装置。 ５　前記検出機構は、前記電極１８に印加される自乗平均電圧を検出する請求の 範囲第４項に記載の装置。 ６　実効値が一定な交流電流を供給する前記機構２８は、自乗平均電流として大 きさが一定なものを供給する請求の範囲第６項に記載の装置。 ７　＠記判定機構３０は、第１設定点と第２設足点とを備えたメータリレーから なり、該第１設定点により該メータリレーが最大電圧を検出し、該第２設定点に より該メータリレーが最小電圧を検出できる範囲第６項に記載の装置。 ８、　実効値が一定な又流電流を供給する前記機構２８は、シリコン制御整流器 によって制御する電源からなる範囲第７項に記載の装置。